(57)【要約】      （修正有）【課題】流体透過性フィルタと基板とを接着させる際の流通孔内への軟化物質の流入を防止することによって、流通孔の開口部の不慮な変形を防止し、必要に応じた流体の流量の調整を行うことを可能とする。【解決手段】流通路に、流体の流通を規制するための流体透過性フィルタ２と、これに隣接する流体をシールするために配置された流体を通すための表裏に貫通した流通孔３を有する基板１とを備え、基板が、その流通孔の周囲一周に渡り、流通孔に沿って基板の表裏方向上方に対して盛り上がるように形成される土手状の突条部４を設け、この突条部より半径方向外側部分の突条部より下がった基板の天面部に、流体透過性フィルタを接着して一体化する構造とした。これにより、接着の際に生じる熱融着時の溶融物質が流通孔内に流入することによる流通孔の開口形状の変形を防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流量を制御し得る多数の微細孔を備えた流体透過性フィルタと、該フィルタを担持し流体透過性フィルタの流体透過面積を実質的に規定し且つ流体を通すための表裏に貫通した流通孔を有する基板とを備え、該基板の流通孔の開口縁に隣接して所定の幅と高さを有する土手状の突条部を周囲して形成し、この突条部より半径方向外側の平坦部な部分に前記流体透過性フィルタを密着させて、基板上に流体透過性フィルタを保持するようにしたことを特徴とする流体の流量調整装置。
【請求項２】
流体透過性フィルタを保持する基板が、流体貯蔵槽に連通する流通路を備えた器体上に配置され、基板には、該基板の流通孔に連通し且つ凹状に窪んだ凹陥部が形成され、この凹陥部には下流に向かって漸次広くなるように傾斜した内底面が形成され且つ内周壁が基板の配置面に対してほぼ垂直に形成されてなり、基板状に配置された前記基板を押圧部材で押圧、圧縮するとき、前記凹陥部における下流側の開口の開放面積を変化させて流体透過性フィルタを通過する流体の流量を調整するようにし、また凹陥部の周壁が圧潰するまでの間、凹陥部の開放面積を変化させず最大流量が一定量に保持されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
凹陥部の周壁面が、内底面から開口に向かって漸次拡開するテーパー面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の調整装置。
【請求項４】
凹陥部の内底面が、厚さ方向に切る断面に見て直線的な傾斜ラインからなる傾斜面であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の調整装置。
【請求項５】
凹陥部の内底面が、厚さ方向に切る断面に見て曲線的な傾斜ラインからなる傾斜面であることを特徴とする請求項１乃至４に記載の調整装置。
【請求項６】
流体透過性フィルタを介して接合される基板と押圧部材の接合面をなすそれぞれの面が、面積及び形状共に、互いにほぼ同等であることを特徴とする請求項１乃至５に記載の調整装置。
【請求項７】
押圧部材が、基板を押圧する押圧面から若干上方に向かった位置の内径が、前記押圧面の内径に比べ更に一回り小さくなって段状に形成されている段状流動体透過径部を有して構成されることを特徴とする請求項１乃至６に記載の調整装置。
【請求項８】
基板上に流体透過性フィルタを介して当接する押圧部材を、基板の突条部外方に於いて流体透過性フィルタの上面にパッキンを介在しつつ当接させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流動体の供給量の調整を行う装置、例えば燃料電池に水素を供給するための流体の流量調整装置、或いは、ガスライタ等の着火装置やヘアカラやアイロン等の燃料ガスの燃焼装置、更には医療用の液体薬品の点滴装置において、その流量を規定する流量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス透過性を有するフィルタのガス透過面積を変化させて、ガスの流量を調整する面積調整式の流量調整装置は公知である。かかる面積調整式装置は、ガスライタ等に応用されている。そのガス供給量の調整装置の構造及びそのガス供給量の調整メカニズムは、ガス貯蔵槽に連通するガス通路を有する器体上に配置される上下面に貫通したガス通孔を有し、下面が平坦に形成された配設面と、該ガス通孔の上端開口に向かって椀状に凹んだ内底面が凹設されてなる基板の上部にガス透過性フィルタを配置し、ローレット嵌合によって流量調整レバーの回動に連動して上下動し、前記基板に、該フィルタを介して押圧力を加えて該基板とフィルタの密接する面積を変えるための押圧部材を備え、前記レバーを操作して該面積を変えることによってガス流量を調整するという構造になっている。このような構造を採るものの代表例として特許第２５０３１１７号公報に示されるような技術が挙げられる。
【０００３】
このような構造を用いたガス供給量調整装置におけるガス供給量の調節は、上述のように、基板とフィルタが密接する面積を押圧力によって変えることで、ガスがフィルタを透過する面積、すなわちガス透過面積を調整してガス流量を変えるようになっている。
【０００４】
したがって、ガスの流量は基板に対する押圧力が解除された状態において最大量となり、押圧力を加えて基板とフィルタの密接する面積を最大化し、ガス透過面積を最小化する状態において最小量となる。特許第２５０３１１７号公報にも記載されている上述のような構成のガス供給量調整装置の場合、必要に応じた炎長の調整については十分な配慮がなされている。
【０００５】
ところが、ガス流量が最大となる押圧力の解除状態は、押圧部材がフィルタに接触するか否かの境界的な状態であって、実際にこのような状態を作出するには難があり、また押圧部材によってフィルタと基板とが多少なりとも押圧されていないとガスがシールされずガス漏れの原因となってしまう。従って、実際にはフィルタと基板を若干押圧した状態にする必要があるが、量産上ではこの押圧状態がバラつくため、押圧力が解除されるに近く、ガス流量が一定且つ最大となるような状態を製品毎に作出することは製造上極めて困難である。特に、組み立てられた状態で前記レバーを調整して最大流量に設定しようとする場合には、フィルタや基板、押圧部材等の位置関係を視認することが出来ないのでより一層困難となる。つまり、製品毎に押圧状態が微妙に異なるためガスの最大流量の安定性を確保することが出来ないという問題点があった。このため、ガスライタのように燃焼火炎を直接利用する場合には、その最大炎長を一定に規定することが困難となる。
【０００６】
また、前記フィルタと基板との接触部分が互いに密着していないとガスがシールされずガス漏れの原因となることから、一般的に、フィルタと弾性密閉部材とを互いに融着等によって一体的に接着する方法が採られ、これによってフィルタ／基板間のガス漏れの防止が図られている。しかし、フィルタや弾性密閉部材の溶融時の溶融物質が、基板の開口部周縁からはみ出して該開口部周辺を不規則な形状に変形させてしまい、開口部の面積を実質的に変化させるという問題が生じ、各製品毎に開口面積が不均一化となり、製品毎にガスの流量を微妙に異なったものとしてしまう原因の一つとなっていた。このことは、流量調整装置を一定の流量で常時使用し、調整を行わないタイプの装置をする場合に、製品毎に調整が異なることによって、製品化することの困難さをもたらしている。
【０００７】
【特許文献１】特許第２５０３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、きわめて簡単な構造で、流体透過性フィルタと基板とを接着させる際の流通孔内への溶融物質のはみ出しを防止可能とし、流通孔の開口部の不慮な変形を防止し得る。また、必要に応じた流体の流量の調整を行うことを可能とするともに、流体の最大流量を予め規定した量で安定して得ることの出来る最大流量の規定構造を施した流体の流量調整装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためにこの発明が採った手段は、流体の流量を制御し得る多数の微細孔を備えた流体透過性フィルタと、該フィルタを担持し流体透過性フィルタの流体透過面積を実質的に規定し且つ流体を通すための表裏に貫通した流通孔を有する基板とを備え、前記基板の流通孔の開口縁に隣接して所定の幅と高さを有する土手状の突条部を周囲して形成し、この突条部より半径方向外側の平坦部な部分に前記流体透過性フィルタを密着させて接合するようにしたことを特徴とする。土手状の突条部の存在により、基板に流体透過性フィルタを融着する場合には、溶融物質が流通孔に向かって流動するのを効果的に堰き止めて熱溶融物の漏出により流通孔の開口形状が変形するのを防止する。
【００１０】
また、前記流体透過性フィルタを接着してなる基板が、流体貯蔵槽に連通する流通路を備えた器体上に配置され、前記基板には、該基板の流通孔に連通し且つ凹状に窪んだ凹陥部が形成され、この凹陥部には下流に向かって漸次広くなるように傾斜した内底面が形成され且つ内周壁が基板の配置面に対してほぼ垂直に形成されてなり、基板状に配置された前記基板を押圧部材で押圧、圧縮するとき、前記凹陥部における下流側の開口の開放面積を変化させて流体透過性フィルタを通過する流体の流量を調整するようにし、また凹陥部の周壁が圧潰するまでの間、凹陥部の開放面積を変化させず最大流量が一定量に保持されるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
凹陥部の周壁面が、内底面から開口に向かって漸次拡開するテーパー面に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
凹陥部の内底面が、厚さ方向に切る断面に見て直線的又は曲線的な傾斜ラインからなる傾斜面であることを特徴とする。
【００１３】
流体透過性フィルタを介して接合される基板と押圧部材の接合面をなすそれぞれの面が、面積及び形状共に、互いにほぼ同等であることを特徴とする。
【００１４】
押圧部材が、基板を押圧する押圧面から若干上方に向かった位置の内径が、前記押圧面の内径に比べ更に一回り小さくなって段状に形成されている段状流動体透過径部を有して構成されることを特徴とする。
【００１５】
基板上に流体透過性フィルタを介して当接する押圧部材を、基板の突条部外方に於いて流体透過性フィルタの上面にパッキンを介在しつつ当接させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明による最大流量の規定構造を施した流体の流量調整装置においては、気体のみならず液体を含めた流体の自由な調整を可能としつつ、その最大流量を規定することが可能で、よって、高度に安定した流量調整を行うことが出来る製品の提供を可能とする。従って、微妙な流量の調整が要求される用途、例えば燃料電池に対する水素の供給量を調整することなどにも好適に応用可能である。
【００１７】
また、当該発明の流体の流量調整装置をガスライタに利用すれば、製品による炎長のバラつきを皆無とし、一定の大きさに規定された最大炎長で安全性の高いガスライタを高額化を招くことなく提供出来るようになる。
【００１８】
更に、基板の流通孔周縁に土手状の突条部を設けてあるので、基板と流体透過性フィルタとを熱融着する場合に於いても、溶融物質が流通孔内に漏出してくるのを効果的に防止出来、溶融物質のはみ出しによる流通孔の開口面積の個別の変動を回避することが可能となし、安定した性能の製品を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。図１乃至２に示すように、本発明は、基板(１)の上部に流体透過性フィルタ(２)を配置した構成からなる。この基板(１)は、ＰＰエラストマからなる平面形状が円形で厚さがＨの板状体で、その中心には該基板(１)の上下に貫通した小径で円形の流通孔(３)が形成されている。ここで、基板(１)の素材をＰＰエラストマとしているが、勿論これに限定されるものではなく、例えばＰＰ、ＰＥ、フッ素樹脂等を使用することが可能であるが、弾性部材である必要はなく、剛性体であっても良い。基板(１)と後述の流体透過性フィルタ(２)とは、好ましくは互いに融着可能な材質であることが好ましいが、非融着物質であっても良い。
【００２０】
前記基板(１)の下端は、平坦な配設面(６)が形成され、押圧時には配置面（図５参照）に密接し、流体をシールするようになっている。他方、この基板(１)の上面には、該基板(１)の上部の縁端を周状に残し、その内側を陥落させて、平坦な配設面(６)に対しほぼ垂直に近い、上方に向かって拡開した急斜なテーパー面状に形成される高さｇの周壁(７)と、この周壁(７)の内側下端に連なり、前記流通孔(３)に向かって比較的緩やかに椀状に凹んだ内底面(８)が形成されている。ここでは、ほぼ垂直に立ち上がった周壁(７)や或いは、緩やかに椀状に凹んだ内底面(８)を設けた構成を示しているが、勿論、流体を通すための流通孔(３)が形成されていればよく、上述のような周壁(７)や内底面(８)は必ずしも必要なものではない。
【００２１】
そして、この基板(１)の下端の配設面(６)から高さＨの上面である幅Ｗに形成される天面には、該天面から更に上方に向かって高さがｈだけ立ち上がる土手状の突条部(４)が、その下端の幅がｗで以て上部開口部(５)の周縁に沿って、該上部開口部(５)の周回に渡って形成されている。
【００２２】
つまり、天面の内径周端、或いはその近傍に沿って該内径の周回に渡って土手状の突条部(４)が形成され、該天面の外径周端から半径方向内側に向かって有限の幅Ｗ’＝Ｗ−ｗのほぼ平坦な天面を形成し、この天面を接着部(９)として、該接着部(９)と前記突条部(４)の最高位との間に高低差ｈを設けた構成とされている。
【００２３】
基板(１)の上部には、所望の流体を所定量透過し得る孔径と空孔率を有する流体透過性フィルタ(２)が配置され、該基板(１)の前記接着部(９)に対し、該流体透過性フィルタ(２)の対応する部分がそれぞれ互いに熔着される。
【００２４】
また、予め基板(１)と流体透過性フィルタ(２)とを互いに接着して一体化することにより、組立作業の効率化を図ることが出来る。何故ならば、基板(１)と流体透過性フィルタ(２)とを一体化せずに別個に組み立てると、該流体透過性フィルタ(２)自体が非常に薄い上に、静電気が発生して流体透過性フィルタ(２)の組み付け作業に困難を来たし、組立工程が余計に必要となるからである。ただし、載置後に従来知られた高周波溶着やインパルス溶着、或いはこの他の処理によって、基板(１)の接着部(９)に該流体透過性フィルタ(２)を固着出来ればよく、接着方法は特に限定されないが好ましくは熱熔着によって接着する。
【００２５】
また上記周壁(７)の微小な高さΔ＝ｈ＋ｇに相当する範囲内の幅δ、すなわちδ＜Δで、流体透過性フィルタ(２)を介して基板(１)を上下方向に押圧するための押圧部材(図５参照)を上下動させても、該基板(１)と、この基板(１)上に配置される流体透過性フィルタ(２)とが密接する面積がほぼ一定に保たれるため、流体透過面積が殆ど変わらず流体の流量がほぼ一定となって最大流量が規定されるようになっている。このため、この発明の流量調整装置は、調整機能を必要としない一定量の流体流量を制御する装置としても、極めて有益な装置となる。
【００２６】
上記説明のように構成される本発明を適用した基板(１)の構造は、図３に示す高さがＫの従来の基板(10)の構造と比べると、従来の基板(10)に付加された様な格好となっている周壁(７)及びこれに連なるように形成される土手状の突条部(４)を除けば、殆ど変わるところがない。しかし、流体の流量は、微妙な押圧状態の変化や流体透過面積の多少の違いで比較的大きな変化がもたらされる。従って、当該発明の如くの周壁(７)や突条部(４)が大きな意味を持つ。
【００２７】
図３に示すような従来の基板(10)を用いた場合、該基板(10)と流体透過性フィルタ(２)とを互いに熔着して接着すると、熔着の際に生じる軟化物質が、基板(10)に設けられた上部開口部(11)に流入し、該上部開口部(11)の形状やサイズを変形させてしまい、規定通りの開口形状を得られないことになってしまう。この状態を示したのが図４である。つまり図４に示すような上部開口部(11)に対する接着時の軟化物質の流入を防止し、該上部開口部(11)に不慮に形成される軟化物質のはみ出し部(12)を皆無とすることが当該発明によって達成される。
【００２８】
また、流体の流量調整装置における基本状態は、流体の漏れを防ぐシールのために、基板(１)は常に押圧力が若干加えられた状態であり、また製造上、この基板(１)に対する製造初期の押圧力を一定にすることは非常に難しい。このため、内底面(８)と流体透過性フィルタ(２)との接触面積が製品毎に微妙に異なる状態となり、流体の流量として大きな違いとなってしまい最大流量を規定することが出来ず、安定性を欠くことになる。
【００２９】
これに対して、この発明を適用した基板(１)を用いた流体の流量調整装置においては、押圧力が解除された状態を示す図２の状態から、押圧力を加えて周壁(７)が潰れてその高さΔ分がなくなり（図９ｂ参照）、図３に示す押圧力が加えられていない状態の従来の基板(10)とほぼ同じ形状になるまでの間、基板(１)と流体透過性フィルタ(２)の接触面積が殆ど変わらない。従ってこの間、流体透過面積がほぼ一定に保たれるので、流動体の供給量も一定に保たれることになる。
【００３０】
基板(１)に加えられた押圧力が最小の状態において、基板(１)と流体透過性フィルタ(２)との密接面積が最小となるので、流体の流量調整装置においてはこの状態が最大流量となる。つまり、製品個々によって微妙に異なる基板(１)の押圧状態の違いを、ほぼ垂直に形成された微小高さΔの周壁(７)及び突条部(４)によって吸収させて緩和し、その高さΔの範囲内において流体の透過面積が殆ど変わらず最大流量が一定に保たれるので、流体の流量調整装置における最大流量の安定性を向上させることが出来るようになっている。
【実施例１】
【００３１】
図５〜１０を参照して、この発明を適用した基板(１)を組み込んでなるガス供給量の調整装置を用いたガスライタの一例を示し、この発明の実施例を説明する。つまりこの例における流体は燃焼用のガスである。この例の本発明を適用した基板(１)は、ライタの主要部の構造とともに図５に示すように、ガス貯蔵槽に連通するガス通路(13)を有する器体(14)と、ガス供給口(15)に連通するガス通路(13)を有する押圧部材(16)と、ガス透過性フィルタ(17)を備えてなるガス供給量調整装置に組み込まれ、本例のガスライタは、このガス供給量調整装置と燃焼用ノズル(18)及び流量調整手段を備えてなる。
【００３２】
流量調整手段は、ローレット嵌合によって押圧部材(16)と連動するように構成され所定の角度の範囲内において回動自在に配置された流量調整レバー(19)の回動に連動して押圧部材(16)が上下動し、該ガス透過性フィルタ(17)を介して、下流に向けて拡開した凹陥部を形成した基板(１)に押圧力を加えて、該基板(１)とガス透過性フィルタ(17)とが密接する面積を変えることが出来、これによってガス流量を調整するという構造になっている。ただし凹陥部の開口は、必ずしもこの例のように下流に向けていなければならないというものではなく、押圧状態によってガス透過面積を変えられるものであればよいのであって何ら限定されるものではない。
【００３３】
ここで、この例において採用される上記ガス透過性フィルタ(17)は、最大孔径０．０４μｍ〜０．４μｍ程度の微細孔を空孔率約４５％程度でほぼ全面に渡って均一に有するマイクロポーラスフィルムからなる。
【００３４】
流量調整レバー(19)の回転角によって、基板(１)の押圧状態が変化し、それに応じてその状態におけるガスの供給量も変化するので、これによって炎長を調整することが出来る。流量調整レバー(19)を左回りに回転させた場合、基板(１)に加えられた押圧力は、流量調整レバー(19)の回転前の状態に比べて小さくなる。従って、該基板(１)とガス透過性フィルタ(17)の接触面積も小さくなって、ガス透過面積は大きくなるので、ガスの供給量も大きくなり、燃焼用ノズル(18)のガス供給口(15)から放射される炎の長さが大きくなる。逆に、流量調整レバー(19)を右回りに回転させた場合、ガス透過面積は回転前と比べて小さくなるので、ガスの供給量も小さくなり、燃焼用ノズル(18)のガス供給口(15)から放射される炎の長さは小さくなる。
【００３５】
また炎長は、流量調整レバー(19)の位置が多少異なるだけでも比較的大きく相違したものとなる。従って、製造上における組み立て時において、流量調整レバー(19)に設けられたローレット溝(20)と、該レバー(19)が回転する平面内の回転運動をこれと垂直方向の上下運動に変換するための、器体(14)に設けられた螺旋溝(21)に螺合された変換体(22)に設けられたローレット溝(20)とをローレット嵌合するとき、嵌合位置が僅かでもズレて上手く合わないと、凡そローレット溝一個分のズレが出来てしまうことになり、その結果、最大炎長が大きく異なったものとなってしまう。このため、従来の基板(10)を用いたガス供給量調整装置の場合には、最大流量が製品によって異なったものとなり炎長が不安定であったが、図９に示すように当該発明を適用した基板(１)を組み込んだガス供給量調整装置の場合、平坦な下面に対しほぼ垂直に形成された周壁(７)により図９ａに示す基板(１)の状態から、押圧力を加えて図９ｂに示す基板(１)の押圧状態になるまでの間は、該基板(１)とガス透過性フィルタ(17)との密接面積が殆ど変わらず、ガス透過面積がほぼ一定に保たれるためガス供給量が一定に規定されて最大供給量が安定するようになっている。
【００３６】
これに対して実施例１の場合には、ガス透過性フィルタ(17)を介して接合される基板(１)と押圧部材(16)の接合面をなしている両部材それぞれの面が、面積及び形状共に、互いにほぼ同等に形成され、該押圧部材(16)におけるその該接合面から若干上方に向かった位置の内径が、前記接合面の内径に比べ更に一回り小さくなって段状に形成された段状流動体透過径部(23)を有し、押圧時において、該基板(１)が圧潰して半径方向に押し広がっても安定したスムーズな流動体の流動性を確保出来るように構成されている。
【００３７】
図１１は、この発明の更に他の変形を示し、ガス透過性フィルタ(17)の周縁にパッキン(24)を配設し、該パッキン(24)を介して押圧部材(16)をフィルタ(17)に当接するようにしたものである。パッキン(24)はフィルタ(17)の一体的に接着してあっても良い。この場合に於いて、基板位置の土手状突条部(４)が、パッキン(24)の位置決め作用を果たす効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を適用した基板の構造を示す縦断面図
【図２】本発明の構成を示す基板と流体透過性フィルタを一体化した物品の縦断面図
【図３】従来の基板の構造を示す縦断面図
【図４】図３に示す従来の基板に対して流体透過性フィルタを接着した際に軟化物質が上部開口部内に流入して、その形状が変形してしまった様子を示す平面図
【図５】本発明を適用した基板を組み込んだガス供給量の調整装置を用いて構成されるガスライタの構成を示す断面図
【図６ａ】ローレット溝が刻まれた流量調整レバーの構造を示す平面図
【図６ｂ】同断面図
【図７ａ】ローレット溝が刻まれた変換体の構造を示す平面図
【図７ｂ】同断面図
【図８】本例のガスライタにおけるローレット嵌合の状態を示す斜視図
【図９ａ】本発明を適用した基板においてガス流量がほぼ等量である状態を示す縦断面図
【図９ｂ】本発明を適用した基板においてガス流量の可変開始状態を示す縦断面図
【図１０】本例にかかるフィルタを配置した基板上に押圧部材が載置された状態を示す断面図。
【図１１】本発明の他の変形を示す縦断面図
【符号の説明】
【００３９】
１  基板
２  流体透過性フィルタ
３  流通孔
４  突条部
５  上部開口部
６  配設面
７  周壁
８  内底面
９  接着部
１０  従来の基板
１１  上部開口部
１２  はみ出し部
１３  ガス通路
１４  器体
１５  ガス供給口
１６  押圧部材
１７  ガス透過性フィルタ
１８  燃焼用ノズル
１９  流量調整レバー
２０  ローレット溝
２１  螺旋溝
２２  変換体
２３  段状流動体透過径部
２４  パッキン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９ａ】
2006189230.tif 000012
【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図４】
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